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意见:iPhone 15 Pro 过热问题是怎么回事?

热得受不了?iPhone 15 Pro Max。(来源:Notebookcheck)
热得受不了?iPhone 15 Pro Max。(来源:Notebookcheck)
自 iPhone 15 Pro 上周向用户推出以来,很快就有报告称其出现过热现象。知名分析师郭明錤将矛头指向了 iPhone 的内部设计,但并非所有 iPhone 15 Pro 用户都报告了这一问题。原因何在?
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iPhone iPhone 15 Pro 系列发布时采用了其引以为傲的 A17 ProApple 希望的那样顺利。Apple最新芯片的推出预示着通常只出现在游戏机和 PC 上的最新 AAA 级游戏首次登陆 iPhone。钛金属的使用应该是为了在保持强度的同时降低重量,并提供更高级的外观和触感。然而,有人怀疑 iPhone 15 Pro 独有的这两项新功能是否有问题。

在用户开始收到新的 iPhone 15 Pro 和 Pro Max 机型后不久,社交媒体上开始出现这样的报道他们的新 iPhone 容易过热。这种情况可能发生在打电话、给手机充电、玩游戏和其他常规活动时,而这些活动通常不会导致 iPhone 手机变得烫手。不过,需要注意的是,并非所有用户的新 iPhone 都出现过此类问题。我们手头的一部 iPhone 15 Pro Max 就没有出现一些用户遇到的过热问题。

正如我们所报道的Apple 分析师郭明錤称,iPhone 15 Pro 用户遇到的发热问题更可能与缺乏优化的散热系统有关,排除了与 A17 Pro 芯片或新的 台积电 3 纳米(N3B--"基本")制造工艺有关。相反,郭台铭将其归咎于 "散热面积减少 "和 "使用钛框架"。钛的散热效果不如以前的钢制边框,这意味着手机内部产生的更多热量需要通过后玻璃面板散发。

具有讽刺意味的是,郭明錤曾在https://www.idownloadblog.com/2021/01/15/kuo-apple-is-aggressively-testing-a-vapor-chamber-thermal-system-for-2022-iphone/2021 年,郭明錤曾透露Apple 正在 "积极测试 "未来 iPhone 的蒸汽腔冷却系统。然而,我们尚未看到采用该技术的 iPhone。蒸汽腔散热技术在许多旗舰Android 设备中都有应用,这是一种为配备高性能芯片的设备散热的方法。如果Apple 除了在 iPhone 15 Pro 中使用石墨散热外,还采用了蒸气室散热技术,那么一些用户遇到的发热问题即使不能全部解决,也会得到部分缓解。鉴于 iPhone 14 Pro在持续负载情况下也出现了性能throttling 问题。由于Apple 在 iPhone 冷却系统上采用了简约的方法,尽管改用了据称更高效(因此运行温度更低)的台积电 3 纳米节点,但这次Apple 没有选择更强大的方法,多少令人感到意外。

尽管郭台铭断言 A17 Pro 或台积电的新 3 纳米工艺不是罪魁祸首,但人们对这些工艺可能扮演的角色还是打了问号--尤其是许多 iPhone 15 Pro 用户并没有遇到任何问题,尽管所有机型都采用了相同的石墨散热解决方案。Apple ,台积电新 N3B 节点的大部分产能已被预订一空,因为通常情况下,芯片收缩会带来显著的性能和/或效率提升。然而,据https://www.notebookcheck.net/TSMC-reportedly-lags-behind-Samsung-Foundry-in-3-nm-yields.734727.0.html据报道,台积电在该节点上制造芯片时遇到了一些问题,功能芯片的良品率相对较低,仅为 55%。这可能导致芯片性能之间的差异增大,即所谓的 "硅彩票"。"这也是为什么只有部分用户遇到问题的原因之一。

台积电 3 纳米工艺的另一个问号是继续使用 FinFET 技术。虽然FinFet技术在台积电5纳米和4纳米工艺中使用良好,但由于漏电流控制问题以及由此导致的过热,FinFet技术在进一步缩小尺寸时会出现问题。台积电已经采取了一些技术措施来缓解这一问题和其他相关问题,但似乎还不能完全消除这些问题。三星代工厂是另一家开始生产 3 纳米芯片的原始设备制造商,但采用的是不同的技术。尽管近年来其节点技术出现了一些问题,但三星仍采用了 GAA(Gate All Around)方法,并使用了自己的 MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET)实现方案。普遍认为 GAA GAA 被广泛认为是这些尺度下更好的技术,因为它具有明显更好的电源管理和其他优势。

台积电还声称,其 3 纳米节点的性能比 N5 节点高 15%,功耗比 N5 节点低 35%。然而,Apple,在 iPhone 15 Pro 发布会上,台积电声称 A17 Pro 的 CPU 性能仅提高 10%左右,而且尽管新款 iPhone 15 Pro 的电池容量略有提高,但电池续航时间仅与之前的 iPhone 14 Pro 系列差不多。这表明台积电的 3 纳米节点没有兑现公司的承诺。同样值得注意的是,尽管 A17 Pro 比 A16 芯片多了约 30 亿个晶体管,Apple ,但 A17 Pro 性能核心的 CPU 时钟却从 A16 Bionic 的 3.46 GHz 提升到了 3.79 GHz。 A16 仿生芯片的 3.46 GHz 提高到 3.79 GHz,以提高性能。这本身就可能导致过热问题,同时也有助于解释为什么尽管采用了标榜的全新 3 纳米工艺,电池续航时间却没有增加。

AppleA17 Pro 芯片中另一个值得仔细研究的主要耗电部件是其全新的 GPU 设计。Apple 称,这是自它开始设计Apple 芯片以来最重要的 GPU 架构大修,具有硬件加速光线追踪和网格着色支持功能。为了突出新 GPU 的强大功能(据称比 A16 GPU 快 20%),Apple 与领先的 PC 游戏厂商合作,将《死亡搁浅》、《刺客信条:幻影》、《生化危机村》和《生化危机 4》等近期的 AAA 级游戏引入该平台。旗舰 PC 和游戏机游戏登陆 iPhone 已经有很长一段时间了,尤其是《生化危机村》仅限于新的 iPhone 15 Pro 机型和配备 M1 芯片或更新机型的 iPad。

然而,新的 GPU 也存在着很大的问题。根据https://www.theinformation.com/articles/inside-apples-war-for-chip-talentApple 原本计划在去年的 A16 Bionic 芯片中首次采用这种 GPU 架构,但在最后一刻取消了这一计划。原因何在?原型 GPU 容易使设备过热,而且功耗过高。据说,这次失败是Apple 硅团队有史以来犯下的最大错误。当时,该团队的顶级芯片工程师也陆续离开,转投创业公司或其他公司。或其他公司。毫无疑问,在新的 GPU 架构最终应用于 A17 Pro 之前的几个月里,Apple 一直在继续进行设计工作。该公司的工程师们可能还期望,将芯片缩小到一个表面上更高效的节点,可以减轻任何挥之不去的过热和功耗问题--如果它的性能符合规范的话。

我们使用行业标准跨平台3D Mark Wild 极限压力测试对 iPhone 15 Pro Max 进行了测试。进行了测试,该测试在 20 分钟内运行一个图形要求较高的循环。它可以测量芯片 GPU 的持续性能,这是衡量设备性能维持时间长短的关键指标。这对使用游戏等图形要求较高的应用程序的用户尤为重要,而这正是Apple 一直在宣传的今年 Pro 机型的主要功能。从下面的 "性能范围 "图表中可以看出,iPhone 15 Pro Max 的整体性能要好于 iPhone 13 Pro Max相比。

iPhone 13 Pro 配备了 A15 仿生芯片,采用台积电备受赞誉的 5 纳米 (N5P) 节点制造。尽管 A15 Bionic 在帧速率方面的整体性能较低,但由于其 GPU 设计较老,这也是意料之中的事,其持续性能曲线与 A17 Pro 非常相似,都是在 130 秒左右开始出现性能维持问题。然而,令人惊讶的是,较旧的 N5P 工艺的持续性能特性与较新的 N3B 工艺非常相似。值得注意的是,在测试过程中,iPhone 15 Pro 的电池使用时间与 iPhone 13 Pro 一样下降了 10%,即使使用的是较旧的电池。

这表明无论是节点还是 GPU 架构都没有明显的效率提升,尽管台积电声称其 N5P 节点的效率最高可提升 35%。同样值得注意的是,在测试过程中,A17 Pro 的稳定性较差,仅为 67%,而 A15 Bionic 为 73.6%。这些结果并不是人们所期望看到的,因为芯片采用了更新的架构,而且应该是最先进、更高效的节点。相反,这反映了前面提到的 "硅抽签 "现象,只有当产量相对较低时,这种现象才会变得更加明显。

在发热方面,iPhone 15 Pro 和 iPhone 13 Pro 的触摸温度都很高,但我们的 iPhone 15 Pro Max 并没有什么异常,不像 其他一些 iPhone 15 Pro Max 机型运行类似的基准测试。但明显可以看出的是,iPhone 15 Pro Max 的钛金属触感要比 iPhone 13 Pro Max 的钢制框架更凉,这也在意料之中,因为两种材料的导热特性不同。这意味着 iPhone 15 Pro 的设计需要通过玻璃散出更多的热量。不过,鉴于并非所有 iPhone 15 Pro 机型都出现过热现象,而且可以说需要更强大的散热解决方案,这表明问题并不在于散热设计,而在于其他方面。

可能导致部分 iPhone 15 Pro 机型过热的其他潜在问题可能在于尚未针对 iOS 17 进行优化的第三方应用程序,这些应用程序安装在某些用户的设备上,而其他用户的设备则没有。或者,问题可能与某些市场特有的 iOS 17 版本的系统软件和固件问题有关。如果是流氓应用程序导致的问题,检查电池设置中是否有可能消耗过多电量和 CPU 周期的应用程序,如果发现,将其删除可能是一个潜在的解决方案。如果是与操作系统相关的问题,Apple ,在不久的将来就会发布补丁来解决这个问题。如果与硬件有关,那只能意味着Apple 首先要承认这一点,然后启动一个特殊的服务程序来解决这个问题。

如果你想购买 iPhone 15 Pro 但又担心出现问题,最好到Apple 官方商店或其他免退换货费的商店购买。对于那些拥有受影响但无法退货的 iPhone 15 Pro 的用户来说,等待游戏开始了。

A17 Pro 在 3D Mark Wild Life 极限压力测试中的测试结果。(来源:Notebookcheck)
A17 Pro 在 3D Mark Wild Life 极限压力测试中的测试结果。(来源:Notebookcheck)
3D Mark Wild Life Extreme Stress Test 对 A15 Bionic 的测试结果。(来源:Notebookcheck)
3D Mark Wild Life Extreme Stress Test 对 A15 Bionic 的测试结果。(来源:Notebookcheck)

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Sanjiv Sathiah, 2023-09-29 (Update: 2023-09-29)